Сравнение н-параметров ОБ и ОЭ.

Система h-параметров - это система низкочастотных малосигнальных параметров. Для анализа этой системы параметров транзистор рекомендуется представлять в виде активного четырехполюсника (рис. 2.8). Чтобы исключить взаимное влияние цепей активного четырехполюсника, h-параметры измеряются в двух режимах: а) режим холостого хода (Х.Х.) со стороны входа (на входе включается большая индуктивность); б) режим короткого замыкания (К.З.) со стороны выхода (на выходе включается конденсатор большой емкости, при этом путь тока по постоянной составляющей сохраняется, а по переменной получается режим короткого замыкания. Физическая сущность h - параметров: 1) h₁₁- сопротивление транзистора на входных зажимах по переменной составляющей тока, Ом, определяется в режиме К.З. со стороны выхода; (при U₂ = const); 2) h₂₂ - проводимость транзистора на выходных зажимах транзистора, Сим (определяется в режиме Х.Х. со стороны входа) (при I₁= const). На практике удобнее пользоваться выражением 1/h₂₂; 3) h₂₁ - статический коэффициент передачи тока со входа на выход, определяется в режиме К.З. со стороны выхода (h_21об » a; h_21оэ » b); (при U₂ = const); 4)h₁₂ - коэффициент внутренней обратной связи, показывает какая часть выходного напряжения через элемент внутренней связи попадает на вход (определяется в режиме Х,Х, со стороны входа): (при I₁= const). Система h-параметров называется смешанной, потому что параметры имеют разные размерности. 1) 2 3) 4)

Параметр	Схема ОЭ	Схема ОБ
ki	Десятки — сотни	Немного меньше еди­ницы
Ku	Десятки — сотни	Десятки — сотни
kp	Сотни — десятки тысяч	Десятки — сотни
Rвх	Сотни ом — единицы килоом	Единицы — десятки ом
Rвых	Единицы — десятки килоом	Сотни килоом — едини­цы мегаом
Фазовый сдвиг между Uвых и Uвх	180°

 

Варикапы.

Эти плоскостные диоды, иначе называемые параметрическими, работают при обратном напряжении, от которого зависит барьерная емкость. Таким образом, варикапы представляют собой конденсаторы переменной емко­сти, управляемые не механически, а электрически, т. е. изменением обратного напряжения.

Варикапы применяются главным образом для настройки колебательных контуров, а также в некоторых специ­альных схемах, например в так назы­ваемых параметрических усилителях. На рис. 3.24 показана простейшая схема включения варикапа в колебательный

потенцио­метра R обратное напряжение на вари­капе, можно изменять резонансную час­тоту контура. Добавочный резистор R₁ с большим сопротивлением включен для того, чтобы добротность контура не снижалась заметно от шунтирующего влияния потенциометра R. Конденсатор С_р является разделительным. Без него варикап был бы для постоянного напря­жения замкнут накоротко катушкой L.

В качестве варикапов довольно ус­пешно можно использовать кремниевые стабилитроны при напряжении ниже С/_ст, когда обратный ток еще очень мал и, следовательно, обратное сопротивление очень велико.

 

 

Фотоэлектронные умножители.

Фотокатод, фокусирующая система, умножительная система (диноды), анод (коллектор)- основные элементы ФЭУ. Все эти элементы располагаются в стеклянном баллоне, откаченном до высокого вакуума (10-6 мм рт.ст.).

Фотокатод обычно располагается на внутренней поверхности плоской торцевой части баллона ФЭУ для целей спектрометрии ядерных излучений. В качестве материала фотокатода выбирается вещество достаточно чувствительное к свету, испускаемому сцинтилляторами. Наибольшее распространение получили сурьмяно-цезиевые фотокатоды, максимум спектральной чувствительности которых лежит при l= 3900¸4200 А, что соответствует, максимумам спектров люминесценции многих сцинтилляторов.

Свойства фотокатода характеризуются также интегральной чувствительностью, представляющей собой отношение фототока (мка) к падающему на фотокатод световому потоку (лм).

Квантовый выход катода, т. е. вероятность вырывания фотоэлектрона фотоном, попавшим на фотокатод также является одной из его характеристик. Величина e может достигать 10-20%.

Фотокатод наносится на стекло в виде тонкого полупрозрачного слоя. Толщина этого слоя имеет значение. С одной стороны, для большого поглощения света она должна быть значительной, с другой стороны, возникающие фотоэлектроны, обладая очень малой энергией не смогут выходить из толстого слоя и эффективный квантовый выход может оказаться малым, поэтому подбирается оптимальная толщина фотокатода. Также важно обеспечить равномерную толщину фотокатода, чтобы его чувствительность была одинакова на всей площади.

В сцинтилляционной g-спектрометрии часто необходимо использовать твердые сцинтилляторы больших размеров, как по толщине, так и по диаметру, поэтому возникает необходимость изготавливать ФЭУ с большими диаметрами фотокатодов.

Фотокатоды в отечественных ФЭУ делаются с диаметром от нескольких сантиметров до 15¸20 см. фотоэлектроны, выбитые из фотокатода, должны быть сфокусированы на первый умножительный электрод. Для этого используется система электростатических линз, которые представляют собой ряд фокусирующих диафрагм. Для получения хороших временных характеристик ФЭУ важно создать такую фокусирующую систему, чтобы электроны попадали на первый динод с минимальным временным разбросом.

Важной характеристикой ФЭУ является коэффициент умножения М. Если значение s для всех динодов одинаково (при полном сборе электронов на динодах), а число динодов равно n, то A и B постоянные, u – энергия электронов. Коэффициент умножения М не равен коэффициенту усиления М', который характеризует отношение тока на выходе ФЭУ к току, выходящему из катода

М' = СМ,

где С<1 — коэффициент сбора электронов, характеризующий эффективность сбора фотоэлектронов на первый динод.

Очень важным является постоянство коэффициента усиления М' ФЭУ как во времени, так и при изменении числа электронов, выходящих из фото катода. Последнее обстоятельство позволяет использовать сцинтилляционные счетчики в качестве спектрометров ядерных излучений.

Фототиристоры.

Тиристорные четырехслойные струк­туры р — п-р-п (рис.) могут уп­равляться световым потоком, подобно тому как. триодные тиристоры управля­ются напряжением, подаваемым на один из эмиттерных переходов. При действии света на область базы p_t1 в этой об­ласти генерируются электроны и дырки, которые диффундируют к п — р-переходам. Электроны, попадая в область перехода П₂, находящегося под обрат­ным напряжением, уменьшают его со­противление. За счет этого происходит перераспределение напряжения, прило­женного к тиристору: напряжение на переходе П₂ несколько уменьшается, а напряжения на переходах П₁ и П₃ не­сколько увеличиваются. Но тогда уси­ливается инжекция в переходах П₁ и П₃, к переходу П₂ приходят инжекти­рованные носители, его сопротивление снова уменьшается и происходит допол­нительное перераспределение напряже­ния, еще больше усиливается инжекция в переходах П₁ и П₃, ток лавинообраз­но нарастает (см. штриховые линии на рис. 13.14), т. е. тиристор отпирается. Чем больше световой поток, дей­ствующий на тиристор, тем при мень­шем напряжении включается тиристор. После включе­ния на тиристоре устанавливается, как обычно, небольшое напряжение и почти все напряжение источника Е падает на нагрузке. Иногда у фототиристора бы­вает сделан вывод от одной из базовых областей (p₁ или п₂). Если через этот вывод подавать на соответствующий эмиттерныи переход прямое напряжение, то можно понижать напряжение вклю­чения. Само включение по-прежнему будет осуществляться действием свето­вого потока.